《C++面向對象高效程式設計（第2版）》——4.6 對象指派的語義

本節書摘來自異步社群出版社《c++面向對象高效程式設計（第2版）》一書中的第4章，第4.6節，作者： 【美】kayshav dattatri，更多章節内容可以通路雲栖社群“異步社群”公衆号檢視。

c++面向對象高效程式設計（第2版）

指派與複制的操作非常類似。在c++中，絕大多數的複制操作都由語言隐式調用（當對象按值傳遞或按值傳回時）。當通過現有對象建立新對象時，也進行了複制操作（但不是很頻繁）。與複制相反的是，指派是必須由程式員顯式調用的操作。然而，在eiffel和smalltalk中，指派和複制操作都由程式員顯式調用。這也是基于值的語言與基于引用的語言之間的差別。

在c++中，對于對象和基本類型指派都具有相同的含義。把基本類型變量指派給另一個（相容的）基本類型變量時，将複制變量中的值。例如：

tpoint2d p1;

tpoint2d p2(100, 200);

p1 = p2;<code>`</code>

将p2資料成員中的值複制給p1資料成員。這裡不會特别對待指針和引用，複制它們的方式和複制基本資料類型相同。這就是預設指派操作（default assignment operation）。指派相應成員的方法稱為逐個成員指派（memberwise assignment），它由指派操作符實作。

`

tpoint2d::operator=(const tpoint2d&amp; source);`

注意，operator在c++中是保留字（reserved word）1。如果類并未聲明和實作該指派操作符，編譯器将自動生成一個。而且該生成的指派操作符（稱為預設指派操作符）執行逐個成員指派。由編譯器提供的預設指派操作符實作，類似這樣：

tperson&amp; tperson::operator=(const tperson&amp; source)

{

　　　if (this == &amp;source) // 自我指派檢查

　　　　return *this;

　　　　// 首先，複制（指派）所有基本資料；

　　　this-&gt;_ssn = source._ssn;

　　　　// 接下來，需要複制name中的字元。

　　　　// 如果name中的空間充足，則隻需複制字元即可，

　　　　// 否則，删除name所指向的現有記憶體，然後配置設定新的記憶體塊。

　　　　// 最後，複制字元。

　　　if (source._name != 0) {　　// 是否有任何複制？

　　　　int namelength = strlen(source._name);

　　　　int thisnamelength = (this-&gt;_name) ?

　　　　　　　 strlen(this-&gt;_name) : 0;　　　　

　　　　if (namelength &lt;= thisnamelength)　　// 簡單的情況

　　　　　strcpy(this-&gt;_name, source._name);

　　　　else {　　　// 複雜的情況

　　　　　delete [] this-&gt;_name;

　　　　　name = new char[namelength + 1];

　　　　　　// +1，為放置0

　　　　}

　　　}

　　　else {

　　　　delete [] this-&gt;_name; this-&gt;_name = 0;

　　　　// 為address重複以上步驟

　　　if (source._address != 0) {

　　　　int addresslength = strlen(source._address);

　　　　int thisaddrlength = (this-&gt;_address) ?

　　　　　　　　strlen(this-&gt;_address) : 0;

　　　　if (addresslength &lt;= thisaddrlength) {

　　　　　　// 簡單的情況

　　　　　strcpy(this-&gt;_address, source._address);

　　　　　delete [] this-&gt;_address;

　　　　　_address = new char[addresslength + 1];

　　　　　　// +1，為放置0。

　　　　　strcpy ( this-&gt;_address, source._address);

　　　　delete [] this-&gt;_address;　this-&gt;_address = 0;

　　　return *this;

}<code>`</code>

我們剛才實作的指派操作符，就是将tperson類對象顯式指派給另一個tperson類對象時，所使用的指派操作符。但是，某些情況下需要将其他類型的資料指派給tperson類對象，可以通過在類中實作重載指派操作符，以接受不同類型的參數。在後續章節中将介紹相關的示例。還需注意的是，_birthdate資料成員不能被複制，因為它是const成員，不允許為其指派。這裡再次假設，一旦建立一個tperson類對象，這個人的出生日期在其生存期内便不能改變。這個限制作用于_birthdate上似乎有些嚴格，但是它用于闡明帶有const資料成員限制的複制和指派的目的。如果這個限制對于一些應用程式而言過于嚴格死闆，也可将_birthdate改為非const成員。

需要遵循的規則是：

hand 一定要為每個類實作指派操作符，不要依賴語言所生成的預設指派操作符。

感興趣的讀者可能注意到，生成的預設複制構造函數和指派操作符都是内聯函數（inline function）。欲了解c++中複制構造函數的内部細節，請參閱第13章内容。

注意：

鑒于這種情況，在c++中，很容易控制對象的指派和複制。如果我們希望禁止公有客戶和派生類複制對象，隻需将複制構造函數設定成private。對于指派操作符也一樣。還需注意，可以限制（而不是完全禁止）制作的副本數目。本章稍後将會解釋為什麼需要這種副本控制。

smalltalk：

了解smalltalk中的指派語義很有趣。該語言用&lt;-操作符表示指派。例如，<code>a &lt;</code>- b`意味着将b指派給a。對于簡單（或者基本）類型，指派所涉及的複制值和c++中一樣。但是，指派應用于對象時，行為則完全不同。在smalltalk中，每個對象都是對記憶體中其他對象的引用。鑒于此，對象指派實際上就是引用指派。如果a和b都是對象，且通過操作a &lt;- b将b指派給a，則b所引用的對象通過名稱a獲得另一個引用。指派後，a和b都引用相同的對象。無需多說，無論a在指派之前所引用的是什麼，在指派後都不能通過a再通路它。注意，smalltalk不允許在函數内部對形參指派，這是該語言的一項限制。

eiffel：

eiffel在指派限制方面和smalltalk完全一樣。該語言用操作符:=表示指派（和pascal一樣）。同樣，簡單類型間的指派也指複制值，而對象（實際上是對象引用( object reference )）間的指派則意味着複制引用。和smalltalk一樣，eiffel也不允許對形參指派。

4.6.1 左值操作指派

左值就是可被修改的值（通常在指派操作符左側的名稱）。詳見第3章中對左值和右值的介紹。在c和c++中，預設指派語義會産生一個左值，這意味着可以進行級聯指派操作（即，<code>a = b = c</code>）。在smlltalk中也可以這樣。實際上，smalltalk中的每種方法都保證有傳回值，這是指派的有用副作用，利用它可以寫出清楚簡練的表達式。但是，eiffel卻不允許級聯指派，這和pascal一樣。

記住：

c++允許實作者定義複制對象的語義。

c++允許實作者定義指派的語義。

實作者可以在每個類的基礎上控制複制和指派語義。

1譯者注：現在，<code>operator</code>在c++中已成為關鍵字。

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